電壓互感器（CT）是電力系統(tǒng)中重要的電氣設(shè)備。 它負(fù)責(zé)高低壓系統(tǒng)之間的隔離以及高電壓到低電壓的轉(zhuǎn)換。 它對(duì)系統(tǒng)保護(hù)、測(cè)量、計(jì)量等設(shè)備的正常工作起著非常重要的作用。 迪老師是一名電氣設(shè)計(jì)在線教學(xué)老師。
本期小編整理了關(guān)于CT的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)與大家分享。 具體內(nèi)容包括以下四個(gè)方面：
(2)電壓互感器飽和
(3)電壓互感器的伏安特性
(4)潛在的變壓器電路接線錯(cuò)誤案例分析
1、電流互感器二次回路接線方法
在變電站中，電壓互感器二次回路常見(jiàn)的接線方式有三相接法、兩相星形（或不完全星形）接法、三相星形（或全星形）接法、三角形接法和電壓接法等。 等等，根據(jù)需要應(yīng)用于不同的場(chǎng)合。
各類(lèi)接線的特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合介紹如下：
(1)三相接線方法
三相接線，這些接線僅由電壓互感器組成，接線簡(jiǎn)單。 可用于小電壓接地系統(tǒng)零序電壓的檢測(cè)，也可用于單相對(duì)稱(chēng)電壓或過(guò)載保護(hù)中的電流檢測(cè)。
(2)兩相星形接法
兩相星形連接，這些連接由兩相電壓互感器組成，與單相星形連接相比，它缺少一個(gè)電壓互感器（通常是B相），所以也稱(chēng)為不完全星形連接。 通常用于小電壓接地系統(tǒng)的檢測(cè)和保護(hù)電路中，由于系統(tǒng)無(wú)零序電壓，并且可以估計(jì)另一相電壓，因此這種接線可以檢測(cè)單相電壓、有功功率、無(wú)功功率。電力、電能等。 它可以響應(yīng)各種相間故障，但不能完全響應(yīng)接地故障。
對(duì)于小電壓接地系統(tǒng)，不完全星形連接不僅節(jié)省了單相電壓互感器的投資，而且增加了系統(tǒng)不同出線發(fā)生不同相接地故障時(shí)跳兩線三點(diǎn)的概率。相同的母線。 兩個(gè)。 只有當(dāng)交流相接地時(shí)，兩線才會(huì)斷開(kāi)。 當(dāng)AB、BC相接地時(shí)，由于B相沒(méi)有電壓互感器，因此不會(huì)跳過(guò)B相接地線。 由于小地電壓系統(tǒng)允許三相接地運(yùn)行2小時(shí)，這一措施可以提高供電的可靠性。 需要強(qiáng)調(diào)的是，同一母線上出的電壓互感器必須接在同一相上，否則出現(xiàn)某些故障時(shí)保護(hù)將不起作用。
(3)單相星形接法
單相星形連接也稱(chēng)為全星形連接。 這些連接是由三個(gè)變壓器按星形連接而成，相當(dāng)于三個(gè)變壓器的公共中性線。 這些接線中的中性線在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)無(wú)電壓通過(guò)（3I0=0），但中性線不能省略，否則當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱(chēng)接地故障并形成3l0電壓時(shí)，該電壓不會(huì)出現(xiàn)通路，這不僅會(huì)影響保護(hù)的正確動(dòng)作，其本質(zhì)也相當(dāng)于電壓互感器二次開(kāi)路，會(huì)形成很高的開(kāi)路電流。 單相星形接線通常用于大接地電壓系統(tǒng)的檢測(cè)和保護(hù)電路接線，它可以響應(yīng)任何相、任何方式的電壓變化。
(4) 三角形接法
三角形接法，這種接法將單相電壓互感器的次級(jí)定子按照極性從頭到尾連接起來(lái)，像一個(gè)三角形，極性千萬(wàn)不能接錯(cuò)。 這些接線主要用于保護(hù)二次電路的角落或?yàn)V除漏電壓中的零序分量。 在微機(jī)差動(dòng)保護(hù)中，每側(cè)電壓互感器二次回路常采用星形連接，在保護(hù)裝置中通過(guò)軟件估算濾除電流轉(zhuǎn)角和電壓的零序分量零序電流過(guò)大的原因，簡(jiǎn)化了接線。
(5)、電壓接線方法
還有電壓接線，這些接線是兩組星形接線并聯(lián)，通常用于3/2斷路器接線、三角形接線、橋式接線的檢測(cè)和保護(hù)電路，以反映兩個(gè)開(kāi)關(guān)的電壓之和。 接線時(shí)必須注意電壓互感器二次回路單相極性的一致性以及兩組與一次接線的一致性，否則不能準(zhǔn)確反映一次電壓。 兩組電壓互感器的鐵損必須一致，否則電壓之和的值沒(méi)有意義。
電壓互感器接線時(shí)，必須高度注意其三個(gè)定子的極性，特別是方向保護(hù)和差動(dòng)保護(hù)電路。 當(dāng)電壓互感器二次極性錯(cuò)誤時(shí)，會(huì)引起計(jì)量和測(cè)量誤差，方向熔斷器指向錯(cuò)誤方向。
二、電流互感器的飽和
電壓互感器飽和會(huì)造成電壓檢測(cè)誤差，影響繼電保護(hù)尤其是差動(dòng)保護(hù)的正確動(dòng)作。 讓我們了解一下電壓互感器的飽和情況。
實(shí)際上，電壓互感器的飽和是指電壓互感器鐵芯的飽和。 由于初級(jí)電壓在鐵芯上形成磁路，因此在繞在同一鐵芯*B*S上的次級(jí)定子中形成電動(dòng)勢(shì)U=4.44f*N，其中f為系統(tǒng)頻率； N為次級(jí)定子電阻； S為鐵芯截面積； B為鐵芯內(nèi)的磁路密度。
在N、S、f確定的情況下，變壓器正常工作時(shí)，鐵芯磁路密度B很小，電樞電壓I0也很小。 根據(jù)電壓互感器的等效電路圖，二次電壓I2=I1-I0，誤差很小； 當(dāng)初級(jí)電壓I1很大時(shí)，磁芯磁路密度B也很大。 電壓互感器的鐵芯磁路密度達(dá)到飽和點(diǎn)后，B隨電樞電壓或磁場(chǎng)的增大而增大。 硬度變化不大，二次感應(yīng)電勢(shì)基本保持不變，二次電壓幾乎不再下降。 此時(shí)電樞電壓I0會(huì)明顯下降，I2=I1-I0會(huì)出現(xiàn)較大誤差，導(dǎo)致電壓互感器出現(xiàn)較大誤差。 傳輸偏差。
電壓互感器等效電路圖
鐵芯的飽和通常分為兩種情況：穩(wěn)態(tài)飽和和瞬態(tài)飽和。
穩(wěn)態(tài)飽和主要是由于一次電壓值太大，已經(jīng)進(jìn)入電壓互感器的飽和區(qū)，導(dǎo)致二次電壓無(wú)法正確改變一次電壓。 穩(wěn)態(tài)飽和多是由于電壓互感器選擇不當(dāng)或漏電壓過(guò)大造成的，不會(huì)自行消失。
穩(wěn)態(tài)飽和紋波成分：以3次、5次、7次等奇次紋波為主。
暫態(tài)飽和主要是由于大量非周期分量的存在，使電壓互感器進(jìn)入了飽和區(qū)。 暫態(tài)飽和大多是由于直流衰減或電壓互感器剩磁引起的。 瞬態(tài)成分逐漸衰減后，飽和度逐漸消失。
瞬態(tài)飽和紋波成分：不僅有3、5、7等奇數(shù)階紋波，還包括直流和2階紋波。
3、電流互感器的伏安特性
剛才我們了解到，電壓互感器鐵芯磁路密度達(dá)到飽和點(diǎn)后，隨著初級(jí)電壓I1下降，電樞電壓I0明顯下降，電壓互感器傳輸偏差較大。 那么如何確定電壓互感器的飽和點(diǎn)呢？
電壓互感器伏安特性曲線
電壓互感器的伏安特性是指當(dāng)電壓互感器的一次側(cè)開(kāi)路時(shí)，二次側(cè)通過(guò)電流U。 從等效電路圖可以看出，此時(shí)I0=I2，根據(jù)U=4.44f*N*B*S，當(dāng)N、S、f確定后，U與B成反比，因此關(guān)系U與I2之間的曲線描述了磁路B與電樞電壓I0之間的關(guān)系曲線，即電壓互感器鐵芯的磁化曲線。
根據(jù)伏安特性曲線，可以得出兩個(gè)推論：
1) 獲取電壓互感器的10%偏差曲線。 施加在電壓互感器二次端子上的額定頻率電流，若其有效值降低10%，則電樞電壓將降低50%，則該電流值稱(chēng)為變壓器的拐點(diǎn)電流（飽和點(diǎn)）。伏安特性曲線。
2）可判斷電壓互感器是否出現(xiàn)匝間漏電。 電壓互感器鐵芯在電流拐點(diǎn)位置進(jìn)入飽和狀態(tài)。 此時(shí)，電樞電壓幾乎完全被鐵芯的加熱消耗掉。 拐點(diǎn)電流U明顯增大，據(jù)此可以判斷電壓互感器次級(jí)定子出現(xiàn)異常。
4、電流互感器回路接線錯(cuò)誤案例分析
2007年8月5日，220kV變電站發(fā)電廠10kV新生4線光纖分相電壓差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，開(kāi)關(guān)合閘。 經(jīng)巡線人員檢測(cè)，保護(hù)人員檢測(cè)到故障點(diǎn)位于新線路出口的0號(hào)桿處。 模擬區(qū)域內(nèi)外的裝置、故障保護(hù)均響應(yīng)正確，如右圖，嘗試分析合閘原因。
(一)分析
電站側(cè)保護(hù)人員誤將計(jì)量電壓互感器定子接入保護(hù)電路。 正常運(yùn)行時(shí)，新生4號(hào)線的負(fù)載電壓不會(huì)導(dǎo)致電壓互感器飽和，也不會(huì)形成差動(dòng)電流，保護(hù)也不會(huì)誤動(dòng)作。
當(dāng)新建線路10kV出線端發(fā)生故障時(shí)，較大的故障電壓導(dǎo)致電站側(cè)電壓互感器飽和，電壓互感器無(wú)法正常傳輸故障電壓，從而形成差動(dòng)電流，縱向兩側(cè)光纖差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作。 同時(shí)零序電流過(guò)大的原因，由于ISA-353微機(jī)保護(hù)動(dòng)作速度快于電磁保護(hù)，因此10kV新盛4線保護(hù)先于10kV新聯(lián)線合閘。
（二）原因
1）電站側(cè)保護(hù)人員誤將計(jì)量電壓互感器定子接入保護(hù)電路。 故障發(fā)生時(shí)，右側(cè)電壓不一致形成差動(dòng)電流，是新生4號(hào)線縱向差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作的主要原因。
2）電站側(cè)新建線路的保護(hù)采用電磁保護(hù)，其動(dòng)作速度較微機(jī)保護(hù)慢。 未能及時(shí)排除故障是新生4號(hào)線縱向差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作的主要原因。
（三）要點(diǎn)
在電壓互感器電路的初步試驗(yàn)中，必須驗(yàn)證所用定子的準(zhǔn)確等級(jí)，否則距離、過(guò)流等保護(hù)將拒絕動(dòng)作，線路縱差主變壓器的差動(dòng)保護(hù)也會(huì)誤動(dòng)作。